टाइटेनियम यू-ट्यूब हीटर के झुकने की विधि (मैंड्रेल बनाम संपीड़न) किस प्रकार मोड़ पर अवशिष्ट तनाव वितरण को प्रभावित करती है, और इसके बाद समुद्री हीट पंप में क्लोराइड के प्रति इसके प्रतिरोध को प्रेरित करती है।

समुद्री टाइटेनियम हीटरों के लिए झुकने की विधियों का मूल व्यापार
समुद्री ताप पंप खारे पानी या नमकीन पानी में डूबे हुए टाइटेनियम यू - ट्यूब हीटर का उपयोग करते हैं। यू-ट्यूब का मोड़ क्षेत्र सबसे अधिक तनाव केंद्रित स्थान है और क्लोराइड के कारण होने वाले तनाव संक्षारण क्रैकिंग (एससीसी) के प्रति सबसे अधिक संवेदनशील है। झुकने की दो सामान्य विधियों के परिणामस्वरूप अवशिष्ट तनाव का वितरण अलग-अलग होता है। मैंड्रेल झुकने के दौरान ट्यूब के अंदरूनी हिस्से का पता लगाने के लिए एक आंतरिक समर्थन (मैंड्रेल) का उपयोग किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप एक चिकनी, सुसंगत दीवार की मोटाई और न्यूनतम अवशिष्ट तनाव होता है। संपीड़न झुकना, जिसे रैम झुकने के रूप में भी जाना जाता है, बिना किसी आंतरिक समर्थन के ट्यूब को एक निश्चित डाई के चारों ओर धकेलता है। इसका परिणाम एक चपटा क्रॉस सेक्शन है जिसमें बाहरी त्रिज्या या एक्सट्राडोस पर उच्च अवशिष्ट तन्य तनाव होता है। ऊंचे तापमान (50-70 डिग्री) पर क्लोराइड के संपर्क के साथ मिलकर ये अवशिष्ट तनाव एससीसी का कारण बन सकते हैं। यह प्रस्तुति दो झुकने के तरीकों का विश्लेषण करती है और बताती है कि समुद्री सेवा के लिए मैंड्रेल झुकने को क्यों प्राथमिकता दी जाती है और दीवार की मोटाई अवशिष्ट तनाव वितरण को कैसे प्रभावित करती है।

यांत्रिक अखंडता पर प्रभाव: झुकने के कारण अवशिष्ट तनाव
मेन्ड्रेल बेंडिंग में एक आंतरिक मेन्ड्रेल का उपयोग किया जाता है जो दीवार को कमजोर होने से बचाने और गोलाकारता बनाए रखने के लिए निर्माण के दौरान ट्यूब की दीवार का समर्थन करता है। ट्यूब के क्रॉस सेक्शन के साथ झुकने वाला तनाव एक समान होता है। मैंड्रेल झुकने के बाद, अवशिष्ट तनाव आम तौर पर 50-100 एमपीए (एक्सट्रैडो पर तन्य और इंट्राडो पर संपीड़ित) के क्रम में होते हैं। ये तनाव समुद्री जल में टाइटेनियम में एससीसी आरंभ करने की सीमा (लगभग 150-200 एमपीए) से नीचे हैं। मुड़ा हुआ क्षेत्र अभी भी क्लोराइड प्रेरित दरार के प्रति प्रतिरोध दर्शाता है।

संपीड़न झुकने में (बिना मेन्ड्रेल के) मोड़ की बाहरी दीवार का काफी पतला होना (दीवार में 10-20% की कमी), झुकना और शायद भीतरी दीवार पर झुर्रियाँ पड़ना है। एक्स्ट्राडोस पर अवशिष्ट तन्य तनाव 200-300 एमपीए तक हो सकता है, जो ग्रेड 2 टाइटेनियम (275 एमपीए) की उपज शक्ति के करीब या उससे अधिक हो सकता है। अवशिष्ट तनाव SCC की सीमा से अधिक है। खारे पानी में क्लोराइड आयन 60 डिग्री पर 6-12 महीने की अवधि के भीतर मोड़ वाले स्थानों पर दरारें पैदा कर सकते हैं। दरारें गंभीर रूप से तनावग्रस्त क्षेत्र में अंतर-ग्रैनुलर रूप से बढ़ती हैं जो हीटर की विफलता का कारण बनती हैं।

थर्मल परफॉर्मेंस इम्पैक्ट वॉल थिनिंग और हीट ट्रांसफर
संपीड़न झुकने से मोड़ पर स्थानीयकृत दीवार पतली हो जाती है। नाममात्र 1.2 मिमी की दीवार के लिए, संपीड़न झुकने से एक्स्ट्राडोस की मोटाई 0.9-1.0 मिमी तक कम हो सकती है। समान शक्ति घनत्व के लिए यह पतला भाग सीधे खंडों की तुलना में थोड़ा गर्म (1-2 डिग्री) है, जो संक्षारण को तेज कर सकता है। मैंड्रेल झुकने से मोड़ में लगातार दीवार की मोटाई बनी रहती है, जिससे तापीय समरूपता बनी रहती है।

व्यापार का संश्लेषण-बंद: झुकने की तकनीक और दीवार की मोटाई
झुकने की विधि दीवार की मोटाई एकरूपता एक्स्ट्राडोस पर अवशिष्ट तनाव (एमपीए) एससीसी जोखिम (समुद्री जल, 60 डिग्री) अनुशंसित दीवार की मोटाई सेवा जीवन (वर्ष)
संपीड़न (मेमोरी) गैर - एक समान (10-20% पतलापन) 200-300 एमपीए उच्च (6-12 महीनों में टूटना) कोई भी (कोई लाभ नहीं)<2 years
संपीड़न + तनाव से राहत एनीलिंगगैर-एकसमान 80-120 МПаकम (एनीलिंग के बाद) 1.5 मिमी (पतलेपन का प्रतिकार करने के लिए) 5-8 वर्ष
मैंड्रेल (आंतरिक समर्थन) यूनिफ़ॉर्म (±5%) 50 - 100 एमपीए एक नहीं (सीमा से नीचे) 1.0-1.2 मिमी 10+ वर्ष
मैंड्रेल + इलेक्ट्रोपोलिश बराबर 40 - 80 एमपीए एक नहीं 1.0 मिमी 15+ वर्ष
कम अवशिष्ट तनाव और एससीसी प्रतिरोध का इष्टतम संयोजन 1.0 - 1.2 मिमी दीवार के साथ खराद का धुरा झुकने से प्राप्त होता है। समुद्री सेवा में संपीड़न झुकने के लिए, दीवार की मोटाई की परवाह किए बिना, पोस्ट-बेंड एनीलिंग की अनुमति नहीं है।

इंजीनियरिंग बियॉन्ड बेंडिंग मेथड: स्ट्रेस रिलीफ एनीलिंग
जहां उत्पादन सीमाओं के कारण संपीड़न झुकने की आवश्यकता होती है, वहां झुकने के बाद तनाव राहत एनीलिंग (आर्गन वातावरण में 45 मिनट के लिए 520 डिग्री) अवशिष्ट तनाव को 60-80% तक कम कर देता है। एनील्ड कम्प्रेशन - बेंट यू - ट्यूबों में 80-120 एमपीए का अवशिष्ट तनाव होता है, जो मैंड्रेल झुकने की तुलना में अभी भी अधिक है, लेकिन एससीसी सीमा से नीचे है। हालाँकि, संपीड़न झुकने से दीवार पतली हो जाती है, इसलिए पतले होने के बाद एक्सट्रैडो पर पर्याप्त मोटाई की गारंटी के लिए एक मोटी नाममात्र दीवार (1.5 मिमी) का उपयोग किया जाना चाहिए (शेष मोटाई=1.2-1.3 मिमी)। संपीड़न झुकने + एनीलिंग + मोटी दीवार समुद्री ताप पंपों में 5-8 साल की सेवा तक पहुंच सकती है, स्वीकार्य है लेकिन उत्कृष्ट नहीं है।

निष्कर्ष: 1.0-1.2 मिमी दीवार की मोटाई के लिए समुद्री सेवा के लिए मैंड्रेल झुकाव को प्राथमिकता दी जाती है।
60 डिग्री पर खारे पानी के संपर्क में आने वाले समुद्री ताप पंप में टाइटेनियम यू {{0} ट्यूब हीटर को मोड़ने की विधि मोड़ पर अवशिष्ट तनाव वितरण और क्लोराइड - प्रेरित क्रैकिंग के प्रतिरोध के लिए आवश्यक है। मैंड्रेल झुकना (आंतरिक समर्थन के साथ) एससीसी सीमा के नीचे एक समान दीवार की मोटाई और कम अवशिष्ट तनाव (50-100 एमपीए) प्रदान करता है, जो पारंपरिक 1.0-1.2 मिमी की दीवार को 10+ वर्षों की सेवा प्रदान करने में सक्षम बनाता है। संपीड़न झुकने (मैंड्रेल के बिना) से दीवार पतली हो जाती है और एससीसी सीमा पर उच्च अवशिष्ट तनाव (200-300 एमपीए) हो जाता है, जिससे दीवार की मोटाई के बावजूद, 6-12 महीनों के भीतर दरारें पड़ जाती हैं। अनुशंसित मानक मैंड्रेल बेंट ग्रेड 2 टाइटेनियम टयूबिंग, 1.0 से 1.2 मिमी दीवार की मोटाई, इलेक्ट्रोपॉलिश सतह फिनिश है। यदि संपीड़न झुकना आवश्यक है, तो पतलेपन की भरपाई के लिए पोस्ट -बेंड स्ट्रेस रिलीफ एनीलिंग और एक मोटी दीवार (1.5 मिमी) की आवश्यकता है, लेकिन कम सेवा जीवन (5-8 वर्ष) की अपेक्षा करें। यदि आप समुद्री ताप पंपों के लिए यू-ट्यूब हीटर ऑर्डर करते हैं, तो मैंड्रेल झुकाव निर्दिष्ट करें और अवशिष्ट तनाव के माप के प्रमाण की आवश्यकता है (<100 MPa) in the bend region. Wall thickness is no substitute for good bending exercise.